м. «Щелковская»,
ул. Уссурийская 14, корп. 2
Пн-Вс:
Перерыв:
09:00-18:00
13:00-14:00
Корзина
0
Корзина
0

Материалы для обуви при диабете

 
X

Имя
Телефон

Материалы для обуви при диабете

 

Кожный покров человека

Площадь кожи, покрывающей тело, достигает 2 м2 у взрослого человека. Толщина кожи варьирует от 0,1 до 4 миллиметров. Самая толстая кожа находится на ладонях и на подошве стопы. Кожа состоит из трех слоев: поверхностного, среднего и подкожного жира. Поверхностный слой, или эпидермис, имеет в своем составе четыре слоя - роговой, зернистый, шиповатый и базальный. Роговой слой, который толще на стопах и ладонях образован клетками, содержащими кератин. В базальном слое имеются дендритные и цилиндрические клетки. При размножении они образуют новый поверхностный слой. Дендритные клетки производят кожный пигмент. В эпидермисе расположены нервные окончания.  Средний слой, называется дерма. Он состоит из сосочкового слоя и сетчатого слоя под ним. Через дерму идут сосуды. В дерме находятся волосяные фолликулы, потовые протоки и сальные железы. Сальные железы отсутствуют на стопах и ладонях. Потовых желез много на ладонях, стопах, лбу, груди, животе и плечах.  Подкожная жировая клетчатка лежит под дермой. Она соединена волокнами с покрывающей её кожей. Клетчатка распределяет и уменьшает силы, которые действуют на кожу. В среднем слое кожа имеет коллаген, эластин и подкожный жир. Кожа защищает подлежащие ткани от механического воздействия. Роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания. Пигмент меланин поглощает ультрафиолетовые лучи и защищает организм от вредного излучения. Кожа выполняет секреторные и экскреторные функции. Состав пота, который выделяет кожа, изменяется в зависимости от состояния организма. Через кожу выводятся вредные вещества. На поверхности кожи пот смешивается с кожным салом и образует тонкий слой водно-жировой эмульсии, которая помогает сохранению кожного покрова. Работа кожных желез регулируется нервной и эндокринной системами. Кожа принимает участие в жизнедеятельности организма. Она имеет обширные связи с внутренними органами и системами, отражает их функциональное состояние. Кожа определяет взаимодействие организма с внешней средой, играет роль в реакции организма на физические факторы. Рецепторы, которые есть в коже, превращают энергию внешних раздражителей в энергию нервных потенциалов, и, тем самым, обеспечивают образование рефлексов с кожи. В коже синтезируются биологически активные вещества. Кожа огранивает действие разных видов энергии на организм, модулирует энергию и способствует защитным и приспособительным реакциям.  Свойства кожи играют роль во всех её реакциях, которые изменяются при физическом воздействии. Кожа человека обладает фрикционными свойствами. Средний коэффициент трения при контакте кожи с твердыми и мягкими материалами составляет 0,46±0,15. Кожа ладони и стопы обладает высоким коэффициентом трения 0,62±0,22. Самый высокий коэффициент трения при контакте с кожей имеет силикон 0,61±0,21, самый низкий коэффициент трения имеет нейлон 0,37±0,09. Ненормальная механическая нагрузка на кожные покровы приводит к нарушению целостности ткани. Трение кожи в обуви представляет собой отношению боковой силы движения кожи или силы касательного сдвига, допускаемой ботинком, к перпендикулярной силе, обусловленной плотностью кожи ботинка. Если с кожей контактирует материал, который уменьшает касательную силу сдвига или точечную компрессии кожи, то уменьшается коэффициент трения, который испытывает кожа. Уменьшение силы сдвига приводит к уменьшению силы трения на коже.

Трение

Трение - это процесс взаимодействия тел, которые контактируют между собой, при их смещении друг относительно друга. Трение представляет собой фрикционное взаимодействие. Трение возникает в плоскости контакта поверхностей, соприкасающихся тел. Сила трения создается неровностями и шероховатостями на поверхности тел, которые могут быть, как упругими, так и неупругими, способными в процессе движения цепляются друг за друга. Сила трения характеризует фрикционное взаимодействие по величине и направлению.  Сила трения - это сила механического сопротивления, которая возникает в плоскости соприкосновения тел, прижатых друг к другу. В процессе трения возникает сила сопротивления. Она действует на тело и имеет направление в сторону, противоположной той, куда движется тело.  Существуют следующие факторы, действие которых продуцирует силу трения. В местах соприкосновения тел молекулы на их поверхности притягиваются друг к другу. Для того, чтобы преодолеть силу притяжения тел требуется совершить работу.  Если тело, которое скользит, прижать сильнее к телу, по которому происходит скольжение, то происходит обоюдная деформация тел. Происходит увеличение площади соприкосновения тел и рост силы трения пропорционально той силе, которая прижимает тела. Если между трущимися поверхностями имеется смазка, то сила трения скольжения частично заменится силой вязкого трения. Сила трения приложена к обоим соприкасающимся телам. Сила направлена в сторону, противоположную движению тел друг относительно друга.  Для того, чтобы тело двигалось по поверхности без торможения, к нему надо прикладывать силу, которая противоположна силе трения и равна ей по величине.  Скольжение одного тела по поверхности другого заканчивается тем, что, в конце концов, скользящие тела тормозятся и останавливаются.  Трение разделяют на трение покоя, трение скольжения и трение качения. Трение покоя представляет собой силу между контактирующими телами, которая препятствует возникновению движения. Для того, чтобы привести контактирующие тела в движение, нужно преодолеть трение покоя. При перемещении контактирующих тел с деформированной поверхностью, возникает сила, которая действует в направлении, противоположном направлению движения. Трение скольжения -  это сила, которая возникает при поступательном перемещении одного из контактирующих тел относительно другого. Трение действует на тело в направлении, противоположном направлению скольжения. Трение качения возникает при качении одного тела по-другому. Трение разделяют на сухое, граничное и смешанное. Сухое трение возникает, когда взаимодействующие твёрдые тела не разделены никакими дополнительными слоями, смазкой, или жидкой прослойкой. Сухое трение имеет место в состоянии покоя или в результате качения одного тела по-другому. Характерной чертой сухого трения является значительная сила трения покоя. Граничное трение имеет место, когда между контактирующими поверхностями есть жидкость, что дает трение скольжения и встречается чаще всего. Жидкостное или вязкое трение возникает в том случае, если одно из тел представляет собой жидкость. Оно встречается при трении качения, когда твёрдые тела погружены в жидкость. Величина жидкостного трения зависит от вязкости среды. Отличие сил вязкого трения от сухого трения в том, что тело приходит в движение при наличии только вязкого трения под действием малой внешней силы. Под действием вязкого трения двигающееся тело претерпевает замедление. В состоянии покоя вязкого трения нет. Смешанное трение происходит, когда в области контакта тел имеются участки как сухого, так и жидкостного трения. Коэффициент трения (КТ) - это отношение силы трения между двумя телами к силе, прижимающей тела друг к другу, во время скольжения. КТ находится в диапазоне от почти нуля до значений больше единицы. Коэффициент трения зависит от свойств контактирующих материалов. Трение льда об сталь имеет низкий коэффициент, трение резины по асфальту дает высокий КТ. Трение между металлическими поверхностями больше, если контакт происходит между двумя поверхностями из одинаковых металлов, чем между двумя поверхностями из разных металлов.  Если тела пребывают в состоянии покоя, то вычисляют коэффициент статического трения, который больше, чем коэффициент кинетического трения, который используют для характеристики движения. Коэффициент статического трения связан с взаимодействием деформации материала с шероховатостью поверхности.  КТ для двух материалов зависит от структуры и геометрии поверхностей раздела материалов, температуры, скорости, влажности, старения и разрушения. КТ зависит от пары контактирующих поверхностей. Чем грубее поверхность, тем выше значение КТ. Большинство сухих материалов имеют коэффициент трения от 0,3 до 0,6, тефлон имеет коэффициент 0,04, резина при контакте с другими поверхностями имеет коэффициент трения от 1 до 2, силиконовый или акриловый каучук имеет КТ больше единицы. Нулевое значение КТ означает отсутствие трения. Сила трения обеспечивает возможность человеку перемещаться за счет того, что стопа сцепляется с землей. При ходьбе за счёт трения возникает сцепление обувной подошвы или босой ноги с поверхностью опоры, в результате чего происходит отталкивание и движение вперёд. Для улучшения сцепления разрабатываются подошвы, которые имеют разную форму и сделаны из разных материалов.

Диабет

В норме кожа претерпевает адаптацию в ответ на механическую нагрузки, самой распространенной из которых является трение. При воздействии постоянных усилий, компрессии и сдвига кожа подвергается разрушению. При диабете у человека имеется периферическая нейропатия с потерей чувствительности на стопе и нарушением трофики в дистальных отделах конечностей, на подошвенной поверхности стопы, под головками плюсневых костей и на пальцах. При диабете имеется нарушение восстановления тканей, что способствует появлению кожных дефектов под действием силы терния. Происходит разрушение структур стопы – кожи, подкожной клетчатки, мышц, сухожилий и нервов, что приводит к воспалению тканей, присоединению инфекции, развитию некроза.  На стопе образуются язвы, половина из которых локализована на подошвенной поверхности. Это самое распространенное осложнение диабета. Язвы на ногах могут возникать из-за незначительных царапин, порезов и могут долго не зарастать. Язва имеет разную глубину.   Хронический кожный дефект может возникнуть из-за натирания кожи стопы неподходящей обувью. Язва способна инфицироваться и рецидивировать.

Эвапласты

При диабете для профилактики развития кожных язв на стопе применяют специальную обувь, для которой используют ряд материалов.  Эвапласт, этиленвинилацетат, или ЭВА, изготавливают из полимерных материалов. ЭВА представляет собой вспененный каучук. Этот композитный полимерный материал относится к полиолефинам. Он производится из синтетических компонентов методом экструзии или формования с предварительным вспениванием.  Материал имеет мелкопористую структуру, закрытые поры, малый вес, эластичность и стойкость к деформации. Объемные изделия из эвапласта после прекращения продолжительного действия деформирующей силы быстро распрямляются и восстанавливать исходную форму.  ЭВА отличается легким весом, обладает хорошими амортизирующими, гигиеническими свойствами и не токсичен. У эвапласта отсутствует запах, что является привлекательным экологическим показателем.  ЭВА применяется для производства детской и ортопедической обуви и является популярным материалом, который используется при изготовлении обуви для всех возрастов. Обувь пользуется успехом у людей, которые проводят большую часть времени на ногах. Подошва, сделанная из этиленвинилацетата упругая, легкая и гибкая, способна сохранять тепло и защищает от холода. Мягкость и гибкость подошвы не доставляет дискомфорта. Обувь предотвращает развитие деформаций стопы, потертостей и язв. Материал сохраняет эластичность при низких температурах, что делает его удобным для использования в условиях России в холодное время года. Подошва, изготовленная из этиленвинилацетата состоит из нескольких слоев. Чаще всего используется сочетание полиуретана с термополиуретаном. Достоинством вспененного полиуретана является хорошая теплоизоляция. Термополиуретан используют на тех участках подошвы, которая контактирует с землей. В двухслойной подошве нижний слой делают из резины, а промежуточный слой из ЭВА. Изделия отличаются легким весом, хорошей амортизацией и обеспечивают контролируемый контакт с землей. Применение эвапласта в медицине обусловлено его характеристиками: упругостью, эластичностью, хорошей амортизацией, легкостью, высокой износостойкостью, устойчивостью к химическим веществам, гигиеничностью, низкой аллергенностью. Обувь, изготовленная с использованием ЭВА, отвечает требованиям, предъявляемым к ортопедическим изделиям. Для подошвы из этиленвинилацетата характерно уменьшение амортизирующих свойств, которое наступает со временем. Ухудшение амортизации обусловлено постепенным разрушением стенок ячеек, из-за чего слой материала становится более плоским и теряет упругость.

Стельки для диабетической обуви состоят из многослойных материалов. Промежуточным слоем служит мультиформ на основе этиленвинилацетата. Стельки для обуви изготавливают путем прикрепления материала на основе термопластичного полиуретана (Rhenoflex GmbH) к обувной колодке и дополняются мультиформной или пробковой основой.  Для того, чтобы определить места, где на стельке размещается метатарзальный валик или выкладка продольного свода стопы, используют отпечатки распределения давления по стопе.


Рис. 1.  Термопластик Ренофлекс Rx 5000 (Rhenoflex GmbH, Людвигсхафен-на-Рейне, Германия)

Пенопласт Plastazote представляет собой пенополиэтилен с закрытыми порами, который выдувается с использованием газа азота. Пластазот имеет хорошую химическую стойкость. Материал с плотностью от 18 кг/м3 до 115 кг/м3, используют в протезировании и ортопедии. Сорт LD45 для Plastazote ® и EV50 для Evazote ®Plastazote ® - это вспененный полиэтилен, Evazote ® - это вспененный сополимер полиэтилена и ЭВА.

Сочетание стелек с обувной подошвой осуществляют следующим образом. Стельки покрывают Plastazote (Zotefoamsplc) в 2/3 случаев, кожей в 1/3 случаев, или используют защитное покрытие (Langer, Inc., DeerPark, NY). Подошву обуви делают из резины или из материала Poron (Zotefoams) (Bus S.A.). Подошва имеет рокерный скос с подъемом носка на 1-2 см и искусственный перекат рядом с участком стопы, который требуется разгрузить. Для изготовления обуви обмеряют стопу по длине, обхвату в пучках и высоте подъема.


Рис. 2.   Пластазот LD 33  (Plastazote Zotefoamsplc, Кройдон, Великобритания)


Рис. 3. Черный порон Poron (Zotefoams)

Ячеистые пенопласты, используемые в обувных стельках, отличаются конфигурацией ячеек. Возможность сжатия ячеистой пены зависит от размера ячеек. Свойства пенополиэтилена с закрытыми порами проявляются при компрессии материала. Свойства могут быть, как связаны с продолжительностью статической и циклической нагрузки, так и не зависеть от неё. Измерения позволяют определить давление, которое возникает на подошвенной поверхности. Оценка материала производится на основе пикового давления, которое зависит от степени сжатия, толщины материала и его механических свойств. Длительная нагрузка способна повредить целостность ячеистой структуры до такой степени, что её толщина не восстанавливается после прекращения действия силы. Если материал не имеет должной стойкости и быстро деформируется, то стельки из такого материала пользователь может менять на протяжении дня (Kuncir E J).


Рис. 4.  Материал Pelite


Рис. 5.  Домашняя обувь Spenco


Рис. 6.  Коски под пятку сорботан Sorbothane

Пять наиболее часто используемых материалов для стельки обуви (мягкий Plastazote, средний Pelite, PPT, Spenco и Sorbothane) оценивают с помощью экспериментальных лабораторных методов при трех видах нагрузки, которые соответствуют естественным силам: 1. Многократное сжатие. 2.  Комбинация повторного сдвига и смещения. 3. Распределение сил по массе материала до нагрузки и после многократного сжатия. Получается модель распределения давления с его перепадами под костными выступами, что важно для стопы диабетиков при потере чувствительности. Все материалы дают эффект снижения силы на костный выступ. В процессе исследования учитывают следующие параметры: величина и скорость остаточной деформации, способность к деформации при сравнении неопреновых и уретановых материалов с пенополиэтиленовой губкой. Идеальное изделие представляет собой сочетание материалов, которые обеспечивают долговечность и способность поддерживать форму (Brodsky J W.).


Рис. 7. Пластазот  (Rolyan Plastazote Foam)

У пациентов с диабетической нейропатией развивается деформация костей стопы и коллапс свода стопы, что подвергает риску мягкие ткани и кожу на подошвенной поверхности. Для правильного распределения давления на большой площади поверхности подошвы используют ортезы. Стелечные ортезы уменьшают пиковое давление под стопой в области перегрузки и снижают риск изъязвления кожи. Для исследования давления создана модель нагружения искривленной стопы, на поверхности которой имеются костные выступы (Brodsky). Модель применяют для оценки амортизации сил, которые действуют на стопу, что позволяет подбирать комбинации материалов для предупреждения образования диабетических язв. Шесть материалов протестировано в пяти комбинациях на предмет их компрессионных свойств: [MS]: средний пластазот (M) + мягкий пластазот (S); [MN]: средний пластазот (M) + никельпласт (N); [NP] никельпласт (N) + порон (P); [MO] средний пластазот (M) + Spenco (O); и [MC] средний пластазот (M) + Р-ячейка (C). Материалы нагружают в течение 100 000 циклов с использованием аппарата для тестирования материалов (MTS Systems Corporation). Для каждого варианта сочетания материалов построены графики напряжение-деформация. По кривым сравнивают пиковое давление с упругой деформацией или отношение сжатия материала к его первоначальной толщине. Для комбинации MS (средний пластазот + мягкий пластазот), MN (средний пластазот + никельпласт), MO (средний пластазот + Spenco) и, в меньшей степени, MC (средний пластазот + Р-ячейка) отмечена тенденция к уменьшению упругой деформации при увеличении нагрузки. Как для MN (средний пластазот + никельпласт), так и для NP (никельпласт + порон) не отмечено разницы в пиковом давлении до и после нагрузки в 100 000 циклов. МО (средний пластазот + Spenco) демонстрирует тенденцию к увеличению пикового давления после каждого цикла испытаний. Пиковое давление МС (средний пластазот + Р-ячейка) увеличивается по сравнению с теми значениями, которые были до тестирования. Кроме того, MN, MO и MS имеют тенденцию к увеличению давления по мере увеличения числа циклов при быстрой нагрузке. Эти данные показывают возможность комбинации материалов с разной эффективностью в отношении снижении пикового давления во время компрессии с использованием модели деформации стопы (Brodsky J.W).


Рис. 8.  Образцы никельпласта (Nickelplast) разной твердости

Изучена жесткость на сжатие разных материалов, используемых в протезно-ортопедических изделиях и их статический коэффициент трения, когда материал соприкасается с кожей или с носками. Использовано испытательное устройство с контролируемым движением образцов материала. Испытаны материалы Spenco, Poron, армированный нейлоном силикон, Soft Pelite (мягкий пелит), Medium Pelite (средний пелит), Firm Plastazote (твердый пластазот), Regular Plastazote (стандартный пластазот) и Nickelplast. Образцы материала диаметром 11,1 мм испытывают при циклическом нагружении (1 Гц) до 220 кПа в течение десяти или шестидесяти минут. Результаты показали локальную компрессионную жесткость в диапазоне от 687 кПа (Poron) до 3990 кПа (Soft Pelite). Для всех материалов отсутствие восстановления деформации связано с длительностью периода нагружения. Для оценки коэффициента трения в месте контакта кожа-материал, носок-материал и кожа-носок используется датчик.  КТ варьирует от 0,48 (+/- 0,05) до 0,89 (+/- 0,09). Трение на границе кожа-материал значительно выше, чем на границе кожа-носок. Отмечается тенденция к увеличению КТ на границе носок-материал, в большей степени, чем на границе кожа-носок. Данные полезны при анализе моделирования методом конечных элементов гильзы протеза в системе конечность-протез или в системе тело-ортез, для того, чтобы установить влияние характеристики материала на давление и напряжение сдвига на границе раздела (Sanders J E)


Рис.  9. Комбинированные материалы на диабет, используемые в Ортопедическом центре «Персей» при производстве ортопедической обуви и изделий


ЛИТЕРАТУРА:

Brodsky J W , Kourosh S, Stills M, Mooney V. Objective evaluation of insert material for diabetic and athletic footwear. Foot Ankle . 1988 Dec;9 (3):111-6

Brodsky J.W, Pollo F E, Cheleuitte D, Baum B S. Physical properties, durability, and energy-dissipation function of dual-density orthotic materials used in insoles for diabetic patients. Foot Ankle Int. 2007;28 (8): 880-9.

Bus S A., Waaijman R,  Arts M,  de Haart M,  Busch-Westbroek T, van Baal J,  Nollet F. Effect of Custom-Made Footwear on Foot Ulcer Recurrence in Diabetes. A multicenter randomized controlled trial. Diabetes Care. 2013 Dec; 36 (12): 4109–4116.

Bus S A.,  Haspels R, Busch-Westbroek, Tssa E. Evaluation and Optimization of Therapeutic Footwear for Neuropathic Diabetic Foot Patients Using In-Shoe Plantar Pressure. Diabetes Care. 2011 Jul; 34 (7): 1595–1600.

Kuncir E J, Wirta R W, Golbranson F L. Load-bearing characteristics of polyethylene foam: an examination of structural and compression properties . J Rehabil Res Dev . 1990; 27(3):229-38.

Sanders J E, Greve J M, Mitchell S B, Zachariah S G. Material properties of commonly-used interface materials and their static coefficients of friction with skin and socks. J Rehabil Res Dev. 1998; 35 (2): 161-76.

                                                      

Мицкевич В.А.  травматолог-ортопед, доктор мед. наук

   


Купить в 1 клик

Обратите внимание!

Цветовое решение каждой модели уникально. Указывайте, пожалуйста, в комментариях к заказу пол ребенка и желаемый цвет обуви. После отправки заказа с Вами свяжется оператор для уточнения наличия и характеристик товара и предложит имеющиеся цвета для выбранной вами модели. При необходимости на ваш электронный адрес могут быть высланы фото моделей, имеющихся в наличии в цвете.

Нажимая на "ОТПРАВИТЬ" выражаю свое согласие на обработку персональных данных

Запись на протезирование
Время консультации (желаемое)
Нажимая на кнопку "ОТПРАВИТЬ", выражаю свое согласие на обработку персональных данных
Запись к врачу ортопеду
Время консультации (желаемое)
Нажимая на кнопку "ОТПРАВИТЬ", выражаю свое согласие на обработку персональных данных